目錄
1、設計模式簡介
2、什么是單例模式
3、單例模式應用場合
4、單例模式作用
5、單例模式3個要點/要素
6、單例模式的實現(xiàn)思路
7、單利模式的實現(xiàn)原則和過程
8、單例模式有三種實現(xiàn)方式
9、怎么區(qū)分餓漢和懶漢模式？
10、單例模式需要注意的地方
11、單例模式的優(yōu)點
12、單例模式的缺點
參考資料：
https://www.imooc.com/video/1772
https://www.cnblogs.com/damsoft/p/6105122.html
單例模式實踐代碼
1、設計模式簡介
設計模式是前輩們在多年開發(fā)工作中經(jīng)驗的總結(jié)，可以提高代碼的可重用性、可靠性和規(guī)范性，讓代碼更容易理解，而單例模式是在Java中最重要、最簡單、最常用的設計模式之一。
2、什么是單例模式
定義一
確保一個類之后一個實例，而且自行實例化并向整個系統(tǒng)提供這個實例，這個類稱為單例類，提供了全局訪問的方法。單例模式是一種對象創(chuàng)建型模式。
定義二
單例模式（Singleton），也叫單子模式，是一種常用的軟件設計模式。在應用這個模式時，單例對象的類必須保證只有一個實例存在。
3、單例模式應用場合
單例模式只允許創(chuàng)建一個對象，因此節(jié)省內(nèi)存，加快對象訪問速度，因此對象需要被公用的場合適合使用，如多個模塊使用同一個數(shù)據(jù)源連接對象等等。如：
（1）需要頻繁實例化然后銷毀的對象。
（2）創(chuàng)建對象時耗時過多或者耗資源過多，但又經(jīng)常用到的對象。
（3）有狀態(tài)的工具類對象。
（4）頻繁訪問數(shù)據(jù)庫或文件的對象。
以下都是單例模式的經(jīng)典使用場景：
（1）資源共享的情況下，避免由于資源操作時導致的性能或損耗等。如上述中的日志文件，應用配置。
（2）控制資源的情況下，方便資源之間的互相通信。如線程池等。
應用場景舉例：
1>.外部資源：每臺計算機有若干個打印機，但只能有一個PrinterSpooler，以避免兩個打印作業(yè)同時輸出到打印機。內(nèi)部資源：大多數(shù)軟件都有一個（或多個）屬性文件存放系統(tǒng)配置，這樣的系統(tǒng)應該有一個對象管理這些屬性文件
2>. Windows的Task Manager（任務管理器）就是很典型的單例模式（這個很熟悉吧），想想看，是不是呢，你能打開兩個windows task manager嗎？ 不信你自己試試看哦~
3>. windows的RecycleBin（回收站）也是典型的單例應用。在整個系統(tǒng)運行過程中，回收站一直維護著僅有的一個實例。
4>. 網(wǎng)站的計數(shù)器，一般也是采用單例模式實現(xiàn)，否則難以同步。
5>. 應用程序的日志應用，一般都何用單例模式實現(xiàn)，這一般是由于共享的日志文件一直處于打開狀態(tài)，因為只能有一個實例去操作，否則內(nèi)容不好追加。
6>. Web應用的配置對象的讀取，一般也應用單例模式，這個是由于配置文件是共享的資源。
7>. 數(shù)據(jù)庫連接池的設計一般也是采用單例模式，因為數(shù)據(jù)庫連接是一種數(shù)據(jù)庫資源。數(shù)據(jù)庫軟件系統(tǒng)中使用數(shù)據(jù)庫連接池，主要是節(jié)省打開或者關閉數(shù)據(jù)庫連接所引起的效率損耗，這種效率上的損耗還是非常昂貴的，因為何用單例模式來維護，就可以大大降低這種損耗。
8>. 多線程的線程池的設計一般也是采用單例模式，這是由于線程池要方便對池中的線程進行控制。
9>. 操作系統(tǒng)的文件系統(tǒng)，也是大的單例模式實現(xiàn)的具體例子，一個操作系統(tǒng)只能有一個文件系統(tǒng)。
10>. HttpApplication 也是單位例的典型應用。熟悉ASP.Net(IIS)的整個請求生命周期的人應該知道HttpApplication也是單例模式，所有的HttpModule都共享一個HttpApplication實例.
4、單例模式作用
保證整個應用程序中某個實例有且只有一個；
5、單例模式3個要點/要素
1.某個類只能有一個實例
2.它必須自行創(chuàng)建這個實例
3.它必須自行向整個系統(tǒng)提供這個實例
換一種說法：
a.私有構造方法
b.私有靜態(tài)引用指向自己實例
c.以自己實例為返回值的公有靜態(tài)方法
6、單例模式的實現(xiàn)思路
一個類能返回對象一個引用(永遠是同一個)和一個獲得該實例的方法（必須是靜態(tài)方法，通常使用getInstance這個名 稱）；
當我們調(diào)用這個方法時，如果類持有的引用不為空就返回這個引用，如果類保持的引用為空就創(chuàng)建該類的實例并將實例的引用賦予該類保持的引用；
同時我們還將該類的構造函數(shù)定義為私有方法，這樣其他處的代碼就無法通過調(diào)用該類的構造函數(shù)來實例化該類的對象，只有通過該類提供的靜態(tài)方法來得到該類的唯一實例。
7、單利模式的實現(xiàn)原則和過程
（1）單例模式：確保一個類只有一個實例，自行實例化并向系統(tǒng)提供這個實例
（2）單例模式分類：
餓單例模式（類加載時實例化一個對象給自己的引用）；
懶單例模式（調(diào)用取得實例的方法如getInstance時才會實例化對象）（java中餓單例模式性能優(yōu)于懶單例模式，c++中一般使用懶單例模式）
8、單例模式有三種實現(xiàn)方式
1.餓漢式單例（Eager Singleton）
在類初始化的時候，創(chuàng)建對象，這種方式是線程安全的，在程序運行期間就這一個對象。
2.懶漢式單例（Layz Singleton）
懶漢式是在第一次使用時才創(chuàng)建對象，但是如果在多線程環(huán)境中要考慮線程安全問題。
3.Initialization on Demand Holder(IoDH) 技術（注：有的面向?qū)ο笳Z言不支持）
懶漢模式代碼Demo
/**
* @ClassName LazySingleton <br>
* @Description 懶漢模式
**/
public class LazySingleton {
//1.將構造方式私有化，不允許外邊直接創(chuàng)建對象
private LazySingleton() {
}
//2.聲明類的唯一實例，使用private static修飾
private static LazySingleton lazySingletonInstance;
//只是聲明了類的實例，并沒有實例化，如果外面通過getInstance()來獲取的時候，明顯該實例是空的——》咋辦呢？——》getLazySingletonInstance()
/**
* 3.提供一個用于獲取實例的方法，使用public static修飾
* Description: 當用戶獲取類的實例時，做一個判斷，若實例為空則創(chuàng)建一個實例，若不為空則直接返回實例：
*/
public static LazySingleton getLazySingletonInstance() {
if (lazySingletonInstance == null) {
lazySingletonInstance = new LazySingleton();
}
return lazySingletonInstance;
}
}
其他代碼略，如有需要請至：單例模式實踐代碼
測試代碼
注：測試代碼中可以看到餓漢模式
/**
* @ClassName SingletonTest <br>
* @Description 無論獲取多少次Singleton，他們實際上都是一個實例，指向同一個對象，這樣就保證了單個實例
* 為了安全，控制訪問，不允許外部直接訪問類的成員變量：
**/
public class SingletonTest {
public static void main(String[] args) {
// ****** 餓漢模式start ******
Singleton singleton1 = Singleton.getInstance();
Singleton singleton2 = Singleton.getInstance();
//獲取2個實例后，想看看這兩個實例是否是同一個實例
if (singleton1 == singleton2) {
System.out.println("singleton1,singleton2是同一個實例");
} else {
System.out.println("singleton1,singleton2不是同一個實例");
}
// ****** 餓漢模式end ******
// ****** 懶漢模式start ******
LazySingleton lazySingleton1 = LazySingleton.getLazySingletonInstance();
LazySingleton lazySingleton2 = LazySingleton.getLazySingletonInstance();
if (lazySingleton1 == lazySingleton2) {
System.out.println("lazySingleton1,lazySingleton2是同一個實例");
} else {
System.out.println("lazySingleton1,lazySingleton2不是同一個實例");
}
// ****** 懶漢模式end ******
}
}
測試結(jié)果：
singleton1,singleton2是同一個實例
lazySingleton1,lazySingleton2是同一個實例
9、怎么區(qū)分餓漢和懶漢模式？
餓漢：餓了，饑不擇食，系統(tǒng)一運行就創(chuàng)建對象，不考慮太多的問題
懶漢：就是懶，就是不想創(chuàng)建對象，即使運行創(chuàng)建對象，也要說一大堆的問題，什么多線程、安全，對象重復等問題。總之一句話：懶，就是不想創(chuàng)建。
10、單例模式需要注意的地方
單例模式在多線程的應用場合下必須小心使用。如果當唯一實例尚未創(chuàng)建時，有兩個線程同時調(diào)用創(chuàng)建方法，那么它們同時沒有檢測到唯一實例的存在，從而同時各自創(chuàng)建了一個實例， 這樣就有兩個實例被構造出來，從而違反了單例模式中實例唯一的原則。
解決這個問題的辦法是為指示類是否已經(jīng)實例化的變量提供一個互斥鎖(雖然這樣會降低效率)。
（1）使用時不能用反射模式創(chuàng)建單例，否則會實例化一個新的對象
（2）使用懶單例模式時注意線程安全問題
（3）餓單例模式和懶單例模式構造方法都是私有的，因而是不能被繼承的，有些單例模式可以被繼承（如登記式模式）
11、單例模式的優(yōu)點
(1)在單例模式中，活動的單例只有一個實例，對單例類的所有實例化得到的都是相同的一個實例。這樣就 防止其它對象對自己的實例化，確保所有的對象都訪問一個實例。
(2)單例模式具有一定的伸縮性，類自己來控制實例化進程，類就在改變實例化進程上有相應的伸縮性。
(3)提供了對唯一實例的受控訪問。
(4)由于在系統(tǒng)內(nèi)存中只存在一個對象，因此可以節(jié)約系統(tǒng)資源，當需要頻繁創(chuàng)建和銷毀的對象時單例模式無疑可以提高系統(tǒng)的性能。
(5)允許可變數(shù)目的實例。
(6)避免對共享資源的多重占用。
12、單例模式的缺點
（1）不適用于變化的對象，如果同一類型的對象總是要在不同的用例場景發(fā)生變化，單例就會引起數(shù)據(jù)的錯誤，不能保存彼此的狀態(tài)。
（2）由于單利模式中沒有抽象層，因此單例類的擴展有很大的困難。
（3）單例類的職責過重，在一定程度上違背了“單一職責原則”。
（4）濫用單例將帶來一些負面問題，如為了節(jié)省資源將數(shù)據(jù)庫連接池對象設計為的單例類，可能會導致共享連接池對象的程序過多而出現(xiàn)連接池溢出；如果實例化的對象長時間不被利用，系統(tǒng)會認為是垃圾而被回收，這將導致對象狀態(tài)的丟失。
